小尺度目标体是指各研究领域中相对尺度较小的目标体,在不同领域中,对于“小尺度”这一概念定义是不同的。但是需要研究的小尺度目标体的结构日趋复杂,探测分辨率要求不断提高,探测任务越发困难,对现有装备的探测能力和探测方法提出了挑战。在以往的探测中,往往首先要有探测装备,依据该装备研究探测的理论和方法,这样会导致由于激发的辐射场先天不足,即使在后期加强处理,也不能满足探测的要求。因此现代仪器和装备的制造需要首先在理论和方法技术的研究上实现创新,通过大量的仿真,研究场的分布特征,提出新的成像方法,以此为基础研制仪器和装备,完成探测任务。复杂小目标体的探测是目前电磁探测领域研究的难点问题。这不但需要丰富的谐波成分满足分辨能力的需求,同时还需要优化辐射源以提高辐射能量和转化效率。除此之外,还应加入多分辨和多尺度信息提取等技术进一步提高仪器装备的分辨能力。目前,复杂激发、复杂接收信号和多分辨信号处理等探测理念被用来解决目前探测任务中辐射源的辐射能力不足,分辨能力不足和抗干扰能力差等问题。对于复杂小目标体的探测,由于传统的辐射源在发射机理上存在瓶颈,难以对复杂结构的目标体进行高分辨的探测。因此,想要获得清晰的分辨效果,就必须从改变辐射源和探测方法和技术入手,优化辐射源的结构、提高辐射水平以及扩展谐波范围。为了使本文的研究具体化且使研究具有一般性,从三种不同领域的探测问题入手,逐一解决复杂小目标体的高分辨探测问题。对于脑瘤的早期检测问题,本文使用瞬变电磁阵列源作为辐射源,优化辐射脉冲,并利用视介电常数成像方法,解决脑胶质瘤的早期检测问题;使用高性能瞬变电磁“喇叭”源的良好辐射特性,以及优化辐射脉冲,解决太空碎片的预警问题;使用高性能瞬变电磁“喇叭”源、多分辨技术和多尺度信息提取技术,通过波场变换和偏移成像技术,解决城市地下空间的多尺度探测问题。从以上的探测问题不难发现,三种领域的探测工作均存在同样的因素,即根据被测物的物态属性不同,需要对探测装备进行优化调整。以最优脉冲选择为例,总会有一种脉冲最适合探测特定材质、尺度的目标体;如果不对辐射脉冲进行选择,那么探测时的分辨率会受到不同程度的损失,不利于探测问题的解决。又以城市地下空间的多尺度目标体探测为例,由于目标体尺度不一,仅仅优选出一组探测脉冲是远远不够的,想解决多尺度目标体的探测问题,需要利用多组脉冲对特定的多尺度目标体进行扫描式的探测,弥补单一脉冲在有效谐波上的不足。以上的实例说明,在制造探测装备前需要全面的了解辐射源的激发过程,目标体的响应情况等因素。盲目的制造仪器装备并不能将辐射源的探测效率提高,甚至可能无法达到预期的探测效果。随着现代探测技术的发展,已经不再局限于单一辐射源,单一辐射脉冲等简单探测方法,随着被测目标体的结构和材质的不断复杂,相应的探测方法也需要不断完善,探测方法服务被测目标的时代终将成为科学发展的趋势。